大学物理习题2第二篇.ppt

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1、第二册,热学,1,1、一个容器内贮有1摩尔氢气和1摩尔氦气，若两种气体各自对器壁产生的压强分别为p1和p2，则两者的大小关系是：(A)p1 p2(B)p1 p2(C)p1p2(D)不确定的,一、选择题,第二册,热学,2,第二册,热学,3,3、关于温度的意义，有下列几种说法：(1)气体的温度是分子平均平动动能的量度(2)气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义(3)温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同(4)从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度这些说法中正确的是(A)(1)、(2)、(4)(B)(1)、(2)、(3)(C)(2)、(3)、(4)(D)(1)、(3)

2、、(4),第二册,热学,4,第二册,热学,5,第二册,热学,6,第二册,热学,7,第二册,热学,8,8、一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们(A)温度相同、压强相同(B)温度、压强都不相同(C)温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强(D)温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强,第二册,热学,9,第二册,热学,10,10、在一容积不变的封闭容器内理想气体分子的平均速率若提高为原来的2倍，则(A)温度和压强都提高为原来的2倍(B)温度为原来的2倍，压强为原来的4倍(C)温度为原来的4倍，压强为原来的2倍(D)温度和压强都为原来的4倍,第二册,热学,11,11

3、、一定量的理想气体，在体积不变的条件下，当温度降低时，分子的平均碰撞频率 和平均自由程 的变化情况是：(A)减小，但 不变(B)不变，但 减小(C)和 都减小(D)和 都不变,第二册,热学,12,第二册,热学,13,13、一定量的理想气体，其状态改变在pT图上沿着一条直线从平衡态a到平衡态b(如图)(A)这是一个膨胀过程(B)这是一个等体过程(C)这是一个压缩过程(D)数据不足，不能判断这是那种过程,第二册,热学,14,14、一定量的理想气体，从pV图上初态a经历(1)或(2)过程到达末态b，已知a、b两态处于同一条绝热线上(图中虚线是绝热线)，则气体在(A)(1)过程中吸热，(2)过程中放热

4、(B)(1)过程中放热，(2)过程中吸热(C)两种过程中都吸热(D)两种过程中都放热,第二册,热学,15,15、对于理想气体系统来说，在下列过程中，哪个过程系统所吸收的热量、内能的增量和对外作的功三者均为负值？(A)等体降压过程(B)等温膨胀过程(C)绝热膨胀过程(D)等压压缩过程,第二册,热学,16,第二册,热学,17,17、一定量的某种理想气体起始温度为T，体积为V，该气体在下面循环过程中经过三个平衡过程：(1)绝热膨胀到体积为2V，(2)等体变化使温度恢复为T，(3)等温压缩到原来体积V，则此整个循环过程中(A)气体向外界放热(B)气体对外界作正功(C)气体内能增加(D)气体内能减少,第

5、二册,热学,18,18、在温度分别为 327和27的高温热源和低温热源之间工作的热机，理论上的最大效率为(A)25(B)50(C)75(D)91.74,第二册,热学,19,第二册,热学,20,20、气缸中有一定量的氮气(视为刚性分子理想气体)，经过绝热压缩，使其压强变为原来的2倍，问气体分子的平均速率变为原来的几倍？(A)22/5(B)22/7(C)21/5(D)21/7,第二册,热学,21,21、三个容器内分别贮有1 mol氦(He)、1 mol氢(H2)和1 mol氨(NH3)(均视为刚性分子的理想气体)若它们的温度都升高1 K，则三种气体的内能的增加值分别为：(普适气体常量R=8.31

6、Jmol-1K-1)氦：E_；氢：E_；氨：E_,二、填空题,12.5J,20.8J,24.9J,第二册,热学,22,22、1 mol氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)贮于一氧气瓶中，温度为27，这瓶氧气的内能为_J；分子的平均平动动能为_；分子的平均总动能为_(摩尔气体常量 R=8.31 Jmol-1K-1 玻尔兹曼常量 k=1.3810-23K-1),6.2310 3,6.2110-21,1.03510-21,第二册,热学,23,23、一定量H2气(视为刚性分子的理想气体)，若温度每升高1 K，其内能增加41.6 J，则该H2气的质量为_(普适气体常量R8.31 Jmol-1K-1),4

7、.010-3 kg,第二册,热学,24,24、1 mol的单原子分子理想气体，在1 atm的恒定压强下，从0加热到100，则气体的内能改变了_J(普适气体常量R8.31 Jmol-1K-1),1.25103,第二册,热学,25,25、2 g氢气与2 g氦气分别装在两个容积相同的封闭容器内，温度也相同(氢气分子视为刚性双原子分子)(1)氢气分子与氦气分子的平均平动动能之比 _(2)氢气与氦气压强之比 _(3)氢气与氦气内能之比 _,1,2,10/3,第二册,热学,26,分布在vp速率区间的分子数在总分子数中占的百分率,分子平动动能的平均值,第二册,热学,27,27、某气体在温度为T=273 K时

8、，压强为p=1.010-2 atm，密度r=1.2410-2 kg/m3，则该气体分子的方均根速率为_(1 atm=1.013105 Pa),495m/s,第二册,热学,28,28、当理想气体处于平衡态时，若气体分子速率分布函数为f(v)，则分子速率处于最概然速率vp至范围内的概率N/N_,第二册,热学,29,29、在p-V图上(1)系统的某一平衡态用_来表示；(2)系统的某一平衡过程用_来表示；(3)系统的某一平衡循环过程用_来表示；,一个点,一条曲线,一条封闭曲线,第二册,热学,30,30、要使一热力学系统的内能增加，可以通过_或_两种方式，或者两种方式兼用来完成热力学系统的状态发生变化时

9、，其内能的改变量只决定于_，而与_无关。,外界对系统作功,向系统传递热量,始末两个状态,所经历的过程,第二册,热学,31,0,0,第二册,热学,32,不变,变大,变大,第二册,热学,33,33、已知1 mol的某种理想气体(其分子可视为刚性分子)，在等压过程中温度上升1 K，内能增加了20.78 J，则气体对外作功为_，气体吸收热量为_(普适气体常量),8.31 J,29.09 J,第二册,热学,34,34、有1 mol刚性双原子分子理想气体，在等压膨胀过程中对外作功W，则其温度变化T_；从外界吸取的热量Qp_,W/R,第二册,热学,35,0,第二册,热学,36,36、压强、体积和温度都相同的

10、氢气和氦气(均视为刚性分子的理想气体)，它们的质量之比为m1m2=_，它们的内能之比为E1E2=_，如果它们分别在等压过程中吸收了相同的热量，则它们对外作功之比为W1W2=_(各量下角标1表示氢气，2表示氦气),1:2,5:3,5:7,第二册,热学,37,33.3,50,66.7,第二册,热学,38,38、一卡诺热机(可逆的)，低温热源的温度为27，热机效率为40，其高温热源温度为_ K今欲将该热机效率提高到50，若低温热源保持不变，则高温热源的温度应增加_ K,500,100,第二册,热学,39,90J,第二册,热学,40,40、给定的理想气体(比热容比g为已知)，从标准状态(p0、V0、T

11、0)开始，作绝热膨胀，体积增大到三倍，膨胀后的温度T_，压强p_,第二册,热学,41,41、一密封房间的体积为 533 m3，室温为20，室内空气分子热运动的平均平动动能的总和是多少？如果气体的温度升高 1.0，而体积不变，则气体的内能变化多少？气体分子的方均根速率增加多少？已知空气的密度r1.29 kg/m3，摩尔质量Mmol2910-3 kg/mol，且空气分子可认为是刚性双原子分子（普适气体常量R8.31 Jmol-1K-1）,三、计算题,第二册,热学,42,第二册,热学,43,42、一氧气瓶的容积为V，充了气未使用时压强为p1，温度为T1；使用后瓶内氧气的质量减少为原来的一半，其压强降

12、为p2，试求此时瓶内氧气的温度T2及使用前后分子热运动平均速率之比,第二册,热学,44,43、1mol双原子分子理想气体从状态A(p1,V1)沿p-V图所示直线变化到状态B(p2,V2)，试求：(1)气体的内能增量(2)气体对外界所作的功(3)气体吸收的热量(4)此过程的摩尔热容(摩尔热容C=，其中 表示1 mol物质在过程中升高温度 时所吸收的热量),第二册,热学,45,第二册,热学,46,44、一定量的某单原子分子理想气体装在封闭的汽缸里此汽缸有可活动的活塞(活塞与气缸壁之间无摩擦且无漏气)已知气体的初压强p1=1atm，体积V1=1L，现将该气体在等压下加热直到体积为原来的两倍，然后在等

13、体积下加热直到压强为原来的2倍，最后作绝热膨胀，直到温度下降到初温为止，(1)在pV图上将整个过程表示出来(2)试求在整个过程中气体内能的改变(3)试求在整个过程中气体所吸收的热量(4)试求在整个过程中气体所作的功(1 atm1.013105 Pa),第二册,热学,47,第二册,热学,48,45、3 mol温度为T0=273 K的理想气体，先经等温过程体积膨胀到原来的5倍，然后等体加热，使其末态的压强刚好等于初始压强，整个过程传给气体的热量为Q=8104 J试画出此过程的pV图，并求这种气体的比热容比g=Cp/CV值(普适气体常量R=8.31Jmol-1K-1),第二册,热学,49,第二册,热

14、学,50,46、温度为25、压强为1 atm的1 mol刚性双原子分子理想气体，经等温过程体积膨胀至原来的3倍(普适气体常量R8.31，ln 3=1.0986)(1)计算这个过程中气体对外所作的功(2)假若气体经绝热过程体积膨胀为原来的3倍，那么气体对外作的功又是多少？,第二册,热学,51,第二册,热学,52,第二册,热学,53,第二册,热学,54,48、设以氮气(视为刚性分子理想气体)为工作物质进行卡诺循环，在绝热膨胀过程中气体的体积增大到原来的两倍，求循环的效率,第二册,热学,55,第二册,热学,56,解：设c状态的体积为V2，则由于a，c两状态的温度相同，p1V1=p1V2/4 故 V2=4 V1 循环过程 E=0,Q=W 而在ab等体过程中功 W1=0 在bc等压过程中功 W2=p1(V2V1)/4=p1(4V1V1)/4=3 p1V1/4 在ca等温过程中功 W3=p1 V1 ln(V2/V1)=p1V1ln 4 W=W1+W2+W3=(3/4)ln4 p1V1 Q=W=(3/4)ln4 p1V1,第二册,热学,57,第二册,热学,58,